Gerador de energia a partir de vibrações em estruturas biestáveis induzidas pelo vento

• Main Author: Corrêa, Renan Franco
• Publication Date: 2025
• Format: Doctoral thesis
• Language: por
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Download full: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18161/tde-25042025-103611/
• topic: bistable system; electromagnetic transduction; energia de vibração; flutter; flutter; geração eletromagnética; sistema biestável; vibration energy harvesting

Os geradores de energia a partir de vibrações alcançaram diferentes fontes de vibração, ampliando assim sua área de atuação. Obter bom desempenho para uma ampla faixa de excitação é o maior objetivo das pesquisas que lidam com geradores que exploram vibrações do ambiente. As técnicas não lineares para ampliar a faixa de aplicação dos geradores são muito empregadas, dentre elas a inserção de múltiplos pontos de equilíbrio têm apresentado bons resultados nesta tarefa. Os geradores que se utilizam do escoamento como fonte de energia, e que fazem a extração via vibração, também devem ter características que permitam a geração para uma variada faixa de excitação. No presente trabalho, um gerador eletromagnético baseado no flutter de uma asa apoiada em um suporte biestável é analisado para diferentes configurações de ímãs permanentes e a diferença de geração para cada modelo é discutida. Os resultados indicam que a geração de energia pode ser aumentada pela melhor escolha do arranjo de ímãs. Observou-se que a energia gerada aumenta com a velocidade do escoamento e que este aumento de geração se acentua na região de movimento na órbita de alta energia do sistema biestável. Mostrou-se o desempenho do gerador para velocidade variável, verificou-se que a resposta se aproximou às dos casos de velocidade constante, para cada velocidade ascendente. Já para o trecho com velocidade descendente, verifica-se que a amplitude oscilatória fica ligeiramente superior quando comparado à respectiva velocidade constante, o que se atribui ao efeito da inércia do sistema.